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水玻璃转变为硅溶胶方法
水玻璃转变为硅溶胶方法
水玻璃成硅溶胶的方法
水玻璃(waterglass),即硅酸,俗称泡花碱,化学式Na2SiO3水玻璃和泡化碱是硅酸的俗称。
一、水玻璃的化学成分
水玻璃是由碱金属氧化物和二氧化硅合而成的可溶性碱金属硅酸资料,又称泡花碱。水玻璃
可依据碱金属的种分水玻璃和水玻璃,
系数n称水玻璃模数,是水玻璃中的氧化硅和碱金属氧化物的分子比(或摩比)。水玻璃模数
是水玻璃的重要参数,-。:3。水玻璃模
数越大,固体水玻璃越溶于水,n1常温水即能溶解,n加大需水才能溶解,n大于3
需4个大气以上的蒸汽才能溶解。水玻璃模数越大,二氧化硅含量越多,水玻璃粘度增大,易
于分解硬化,粘力增大。
二、水玻璃的生工
硅酸(Na2SiO3)别名泡花碱、水玻璃(Na2O。nSiO2),无色、青色或棕色的固体或黏稠液体。硅
酸是由硅石(石英砂)、碱(或土碱)在融化窑炉中共熔,冷却粉碎制得,其燃料媒、天然气、
煤气均可。泡花碱生工可分干法和湿法两种,平时所使用的是干法生固体泡花碱,再溶解成所需格的液体泡花碱,其率1∶2。5。生泡花碱的原料石英砂、碱,将两者按必定比率混淆送至反射窑炉中,高温煅熔解炉水淬后包装即固体泡花碱。固体泡花碱有益于运、存。将固体泡花碱在必定温度、力下将其熔解成液体即液体泡花碱。
化学反式:Na2CO3+SiO2—Na2SiO3+CO2↑
石英砂、碱→混淆→煅→水淬→固体泡花碱→熔解→液体泡花碱
水玻璃的生有干法和湿法两种方法。干法用石英岩和碱原料,磨拌匀后,在熔炉内于1300-1400℃温度下融化,按下式反生成固体水玻璃,溶解于水而制得液体水玻璃
湿法生以石英岩粉和碱原料,在高蒸内,2—3大气下行蒸反,直接生成液体水玻璃。
工水玻璃因分子中氧化与二氧化硅比不一样其性亦不一样。氧化与二氧化硅的分子摩比
称模数,模数在3以下的称中性水玻璃,模数3以上的称碱性水玻璃。其品平时有固体水玻璃,水合水玻璃和液体水玻璃之分。
三、用途:
是水化、助沉,在工顶用于助染、漂白和;
其余用途:泡花碱的用途特别广泛,几乎遍布公民的各个部。在化工系被用来制造硅胶、白炭黑、沸石分子、偏硅酸、硅溶胶、硅及速溶粉状泡花碱、硅酸等各种硅酸品,
是硅化合物的基根源料。在达国家,以泡花碱原料的深加工系列品已展到
50余种,
有些已用于高、精、尖科技域;在工中是洗衣粉、肥皂等洗中不行缺乏的原料,在机
械行中广泛用于造、砂制造和金属防腐等;在建筑行顶用于制造快干水泥、耐酸水泥防水油、土壤固化、耐火资料等;在方面可制造硅素肥料;别的用作石油催化裂化的硅催化、肥皂的填料、瓦楞的胶粘、金属防腐、水化、洗助、耐火资料和陶瓷原料、
山、防水、堵漏、木材防火、食品防腐以及制胶粘、硅胶、硅溶胶、分子、白炭黑等⋯⋯。三、物理性及形:无色、淡黄色或表灰色透明的黏稠液体。无水物无定形,天气或黄
色,玻璃状。形分液体、固体、水淬三种。
硅酸溶液中滴加稀硫酸溶液由澄清,是生成硅酸↓H2SiO3积淀,
水玻璃硬化中析出的硅酸凝胶拥有很的粘附性,因此水玻璃有优异的粘能力。硅酸凝胶能堵
塞资料毛孔并在表面形成封膜,因此拥有很好的抗渗性和抗化能力。硅酸凝胶拥有高温干燥增添皮的特征,因此水玻璃拥有很好的防火性。硅酸凝胶不与酸物反,因此水玻璃拥有很好的耐酸性。但在氧漂液中些特征却使得硅酸凝胶黏附在上引成硅垢,黏附于物表面而以洗除,
四、水玻璃的主要技性
粘结力和强度较高
水玻璃硬化后的主要成分为硅凝胶()和固体,比表面积大,因此拥有较高的粘结力。但水玻璃自己质量、配合料性能及施工保养对强度有明显影响。
耐酸性好
可以抵抗除氢氟酸(HF)、热磷酸和高级脂肪酸之外的几乎所有无机和有机酸。
耐热性好
硬化后形成的二氧化硅网状骨架,在高温下强度降落很小,当采纳耐热耐火骨料配制水玻璃
沙浆和混凝土时,耐热度可达1000℃。所以水玻璃混凝土的耐热度,也可以理解为主要取决于骨料的耐热度。
耐碱性和耐水性差
因和均溶于碱,故水玻璃不可以在碱性环境中使用。相同因为、NaF、Na2CO3均溶于水而不耐水,但可采纳中等浓度的酸对已硬化水玻璃进行酸洗办理,提升耐水性。
水玻璃的凝结固化
水玻璃在空气中的凝结固化与石灰的凝结固化特别相似,主要经过碳化和脱水结晶固结两个
过程来实现,反响式以下:
跟着碳化反响的进行,硅胶()含量增添,接着自由水分蒸发和硅胶脱水成固体SiO2而凝结硬化,其特色是:
。因为空气中CO2浓度低,故碳化反响及整个凝结固化过程十分缓慢。
。
。
液体硅酸钠的技术指标:
指标名称技术指标
模数
-
-
-
二氧化硅(%)≥
≥
≥
氧化钠(%)
≥
≥
≥
波美度
-
-
-
水不溶物(%)≤
≤
≤
铁(%)
≤
≤
≤
五、硅酸钠产品介绍
在硅酸钠系列产品中,不一样的模数决定着硅酸钠晶态摆列结构的不一样、硅酸钠的性能及使用用途等有所不一样、对其各产品的命名也不一样。
硅酸钠又分为无定形硅酸钠和结晶型硅酸钠。无定形硅酸钠为初级产品,如我们常有的固体、
液体泡花碱。此中无定形固体泡花碱难溶于水,须在必定的条件下(如固体硅酸钠需在必定的温度、压力等条件下)才能溶解于水;而结晶型的硅酸钠在自然条件下即可溶解于水(如偏硅、层硅等),以便各种使用。无定形硅酸钠需经过必定的工艺条件可转变为结晶型硅酸钠。
所以,在这里要说明的是:硅酸钠、速溶硅酸钠、偏硅酸钠、层状硅酸钠等各硅化合物都有着严格的定义,不可以混淆。固然其生产原料都是硅酸钠,或其产品属以硅酸盐的一种。但它们所使用的硅酸钠的模数不一样、其生产工艺也不一样、晶型也不一样、各产品的性能、用途等也不一样。所以,它们不是同一产品,更不可以三合一。
速溶粉状硅酸钠
—,经喷雾干燥改变其外观结构,制成蓬松粉状物,以便使用时易溶解,但它还是无定形的硅酸钠。故称:速溶粉状泡花碱,简称:速溶泡花碱。因为硅酸钠拥有必定的碱性、融化水及助沉剂的作用,所以可在清洗剂中看作填补剂使用,在某些建筑行业也可使用。其生产工艺简单,第一将液体硅酸钠在调模釜内进行调模,再经过干燥喷雾塔,喷雾干燥,除去水份。在清洗助剂中,平时将模数为二的液体硅酸钠制成速溶粉状硅酸钠,所以又称为:轻质二硅酸钠。有的生产厂为进一步完美其助洗性能,故将碳酸氢钠加入此中,可称:聚二硅。
偏硅酸钠系列
水玻璃转变为硅溶胶方法
水玻璃转变为硅溶胶方法
水玻璃转变为硅溶胶方法
偏硅酸钠系列是结晶型可溶性硅酸盐的一类,按其结晶水分子数不一样可分为九水偏硅、五水偏
硅和无水偏硅等等,即:Na2SiO3?9H2O、Na2SiO3?5H2O和Na2SiO3。其产品形状为白色粉末状。偏硅酸钠是指模数为1的结晶型硅酸钠,是将无定形液体泡花碱与液碱发生反响,经必定的工艺条件转变为结晶型硅酸钠,为呈无色透明的单斜柱形或长针形晶体。平时生产使用的有九水、五水偏硅酸钠两种。
九水偏硅钠因含水分子量大,故易潮解,它的吸潮率为133%。美、日等国早在六、七十年代刚
刚形成工业化生产,因其极易潮解结块而被裁减,取而代之的是五水偏硅酸钠,其吸潮率为74%。
无水偏硅酸钠生产成本太高,不易生产使用。
目前,国内已有数家生产九水偏硅酸钠厂家,五水偏硅酸钠有天津碱厂、乌海市化工厂、郑州泡花碱厂等厂家生产,工艺为母液循环法。天津东方红化工厂从瑞典引进的万吨级偏硅生产装置已投产使用。
偏硅酸钠在我国已有十余年历史,因为偏硅酸钠的模数为1,所以它拥有较强的碱性、去污力强、缓冲力大,可中和酸性污物,使脂肪和油乳化,对无机物有反絮凝作用,对金属又有防腐化作有。所以它广泛应用于无磷洗衣粉、工业清洗剂,食品冲刷剂,金属冲刷剂,织物办理剂纸张脱墨和还广泛用于建筑陶瓷的制造业。
工业水玻璃中含有各种杂质,为了制取纯水玻璃,
将硅胶溶解于氢氧化钠的热溶液中
,
,
,
.
配好后马上进行硅烷化反响,
马上
硅酸分子中的硅羟基与三甲基硅醇发生醚化反响,
转变为硅酸醚衍生物,以防备老化现象的影响.
比方,
正硅酸转变为四(三甲基)硅醚衍生物:Si(CH)4+4(CH3)3SiOHpH2Si-[OSi(CH3)3]4
可以用
SiT4
或简单地以“·”(三甲基)
硅醚
衍生物
:(HO)
3SiOSi(OH3)3+6(CH3)3SiOHpH2[(CH3)3SiO—]3SiOSi-[OSi(CH3)3]3
可以用
SiT6
或简单地以“·—·”来表示二硅酸或其醚化衍生物,
羟基所有转变为硅醚后,分别时不再见发生缩聚和解聚反响,
因此可以用精美分馏或气相色谱法
将可挥发部分的构成一一分别出来。详尽操作以下:9mL2∶1
盐酸、15mL异丙醇、9mL六甲基二
硅氧烷和1mL十四烷(作气相色谱的内标)的六甲基二硅氧烷溶液(5g/100mL),
混淆后,搅拌
30min,
先解聚成三甲基硅醇:(CH3)3SiOSi(CH3)3+H2O2(CH3)3SiOH
而后加10mL水玻
璃试样,
搅拌90min,,
并用水清洗三次,用
.测出的衍生物可以分为三类
1.
水玻璃的原有构成为聚硅酸钠,pH10~13.
而硅烷化反响一定在
pH2
下才能进行,
,也不可以完整
防备均衡挪动,所以测定的结果仅拥有定性或半定量的意义.
气相色谱仪的气化室温度控制在250~300°C,沸点高于此温度的衍生物不可以被分别
和测定.
对于含量许多的衍生物,从三个不一样模数的水玻璃的衍生物来看,固然它们均中和到pH2(即中和后模数趋势同一),但测定结果还能反响出它们的差异。据推测,可能是硅烷化反响的速度稍大于聚硅酸达到新均衡的速度,因此这个方法能部分地反响出不一样模数水玻璃在趋势新均衡
半途时聚硅酸构成
刚制好的水玻璃没有光散射现象,
胶粒的特色现象,所以水玻璃在贮放过程中不停有胶粒生成(水玻璃的老化).据测定,胶粒的粒径大多仅1~2nm,硅酸聚合度15~150,折合成2~.
硅酸聚合时不生成长直链的聚合物,却偏向于生成环状和双环笼状聚合物,,恰巧可以将阳离子(Li+、Na+、K+、R4N+)包络在环内或笼内,形成能量较低,,比方K+和R4N+,生成大环的数目也相应增加,,对实质状况作合适简化,使29Si核磁共振谱的识读成为可能.
市售水玻璃的含固量在35%~43%,它们的29Si核磁共振谱的诸汲取峰互相交叠,没法正
水玻璃转变为硅溶胶方法
水玻璃转变为硅溶胶方法
水玻璃转变为硅溶胶方法
,将纯硅胶溶解于纯氢氧化钠的热溶液中,制得含固量
在20%~25%,,,,一个含固量20%~25%的稀
水玻璃的构成可以近似3.
跟着模数的增大,硅酸的聚合度也相应增高,低聚硅酸(一级和二级硅原子)的相对含量减
,高聚硅酸(三级和四级原子)≤2的水玻璃不会生成胶粒,,可解说为硅酸聚合时最后聚合成立方八硅酸,%和52%.试样的含固量仅20%~25%,而市售水玻璃含固量一般为35%~43%.跟着浓度的升
高,高聚硅酸的含量也相应增添,所以市售水玻璃中立方八硅酸及其缩聚物的含量必然超出聚硅
酸的50%;,立方八硅酸及其缩聚物的含量已达到70%.市售高模数水玻璃中的含量更高,,,,又是生成胶粒的初步,它在水玻璃中含量又超出所有硅酸的50%,,如二~,还有少
量环三硅酸,环五硅酸,环六硅酸和双三环六硅酸,双五环十硅酸伴生,可以视作是硅酸聚合成立方八硅酸的副产物.
水玻璃转变为硅溶胶方法
水玻璃转变为硅溶胶方法
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